CN216273197U - 污水浓缩系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种污水浓缩系统，包括真空蒸发器、加热器、回热器及真空维持装置，所述回热器用于对污水进行预热并输送给所述加热器，所述加热器用于对所述污水进行加热并输送给所述真空蒸发器，所述真空蒸发器用于对所述污水进行闪蒸以使所述污水蒸发浓缩，得到浓缩污水及蒸汽，所述回热器与所述真空蒸发器连接以接收所述蒸汽，并利用所述蒸汽对所述污水进行预热，所述真空维持装置与所述回热器连接以抽取所述回热器中剩余的蒸汽、非凝结气体及漏入空气。经回热器及加热器预热及加热后的污水进入真空蒸发器后，由于真空蒸发器内处于真空状态，被加热的污水在低于其饱和温度下，发生闪蒸，部分汽化并放出蒸汽，进而实现了污水的浓缩。

Description

污水浓缩系统

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，尤其涉及一种污水浓缩系统。

背景技术

随着环保要求的日益加强，在环境治理过程中会产生一定量的含盐污水，该类污水不得随意排放，需要进行过滤、结晶等净化处理。

目前本领域针对含盐污水的处理方法大致分为物理化学法和生物处理法，物理化学法主要包括反渗透法除盐法、电渗析除盐法、离子交换除盐法、纳滤法除盐法和蒸发结晶法除盐法等。

电渗析除盐法是在外加电场的作用下，使用阴阳离子交换膜达到处理含盐污水的目的；离子交换除盐法是将离子交换树脂与污水接触，通过离子交换法除去含盐污水中的盐；纳滤法除盐法也采用膜分离技术，但具有很强的选择性；蒸发结晶除盐法是采用热源通过蒸发将含盐污水中的水分蒸发出来，包括采用单效、双效和三效等方法将含盐污水高度浓缩。生物处理法主要是通过耐盐和嗜盐微生物来处理含盐污水。反渗透除盐法采用膜分离技术，依靠渗透压差来处理含盐污水的工艺，具有成本低廉、效益高和适应性强等优点，在工业领域得到广泛应用。对于含盐废水的主要处理思路为采用低成本的方式将盐和水进行分离，并分别回收利用。直接采用上述手段处理含盐污水虽然能够实现，但是存在成本高、投资高、运维强度大、寿命短等缺点。如果在分离之前将含盐污水进行浓缩可以有效降低后续处理的工作量，降低元件损耗程度以及大大降低投资和运行成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种污水浓缩系统，采用负压闪蒸技术实现了污水的浓缩，为后续结晶创造条件。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种污水浓缩系统，包括真空蒸发器、加热器、回热器及真空维持装置，所述回热器用于对污水进行预热并输送给所述加热器，所述加热器用于对所述污水进行加热并输送给所述真空蒸发器，所述真空蒸发器用于对所述污水进行闪蒸以使所述污水蒸发浓缩，得到浓缩污水及蒸汽，所述回热器与所述真空蒸发器连接以接收所述蒸汽，并利用所述蒸汽对所述污水进行预热，所述真空维持装置与所述回热器连接以抽取所述回热器中剩余的蒸汽、非凝结气体及漏入空气。

可选的，所述污水浓缩系统还包括循环泵及密度检测仪，所述循环泵的进液口与所述真空蒸发器的出液口连接以接收所述浓缩污水，所述循环泵的出液口连接有外排管及回流管，所述外排管上设置有控制阀，所述控制阀与所述密度检测仪通信连接，所述密度检测仪用于检测所述循环泵排出的浓缩污水的密度，当所述密度检测仪检测到所述浓缩污水的密度大于设定密度时，所述控制阀打开，部分所述浓缩污水通过所述外排管排出，剩余所述浓缩污水通过所述回流管流回所述真空蒸发器。

可选的，所述回流管包括第一回流管及第二回流管，所述第一回流管连通所述循环泵及所述加热器，所述第二回流管连通所述循环泵及所述真空蒸发器。

可选的，所述真空维持装置包括射水泵、射水抽气器及射水箱，所述射水泵的进水口与所述射水箱连接以抽取所述射水箱中的冷却水并进行升压，所述射水泵的出水口与所述射水抽气器连接以将所述升压后的冷却水送入所述射水抽气器，所述射水抽气器包括连通的喷嘴和工作室，所述喷嘴将所述冷却水高速喷出，以使所述工作室产生负压，所述工作室与所述回热器及所述射水箱连接以抽取所述回热器中剩余的蒸汽、非凝结气体及漏入空气，并送入所述射水箱。

可选的，所述射水箱上还设置有补水口及溢流口。

可选的，所述污水浓缩系统还包括供热管，所述供热管内流通有具有预设温度的介质，所述加热器与所述供热管连接以接收所述介质，所述加热器利用所述介质对所述污水进行加热。

可选的，所述加热器及所述回热器均为表面式换热器。

可选的，所述污水经所述回热器预热后的温度介于30℃-60℃之间。

可选的，所述污水经所述加热器加热后的温度介于50℃-100℃之间。

可选的，所述污水浓缩系统还包括凝结水收集装置，所述凝结水收集装置与所述回热器连接以收集所述蒸汽在所述回热器中冷凝形成的凝结水。

本实用新型提供了一种污水浓缩系统，至少具有以下有益效果之一：

1)经回热器及加热器预热及加热后的污水进入所述真空蒸发器后，由于真空蒸发器内处于真空负压的真空状态，被加热的污水在低于其饱和温度下，发生闪蒸，部分汽化并放出蒸汽，实现了污水的浓缩，为后续结晶创造条件；

2)所述回热器利用所述真空蒸发器得到的蒸汽对所述污水进行预热，合理利用了所述蒸汽的余热，节约了资源；

3)所述回热器内部分蒸汽换热后冷凝，其凝结水可达到蒸馏水质量，可以回收利用。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本实用新型，而不对本实用新型的范围构成任何限定。其中：

图1为本实用新型实施例提供的污水浓缩系统的示意图；

附图中：

1-真空蒸发器；2-加热器；3-回热器；4-凝结水收集装置；5-循环泵；6-外排管；7-控制阀；8-第一回流管；9-第二回流管；10-射水泵；11-射水抽气器；12-射水箱。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本实用新型中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本实用新型中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本实用新型中所使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本实用新型中所使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征。

请参照图1，图1为本实用新型实施例提供的污水浓缩系统的示意图。本实施例提供了一种污水浓缩系统，包括真空蒸发器1、加热器2、回热器3及真空维持装置，所述回热器3用于对污水进行预热并输送给所述加热器2，所述加热器2用于对所述污水进行加热并输送给所述真空蒸发器1，所述真空蒸发器1用于对所述污水进行闪蒸以使所述污水蒸发浓缩，得到浓缩污水及蒸汽，所述回热器3与所述真空蒸发器1连接以接收所述蒸汽，并利用所述蒸汽对所述污水进行预热，所述真空维持装置与所述回热器3连接以抽取所述回热器3中剩余的蒸汽、非凝结气体及漏入空气。

经回热器3及加热器2预热及加热后的污水进入所述真空蒸发器1后，由于真空蒸发器1内处于负压的真空状态，被加热的污水在低于其饱和温度下，发生闪蒸，部分汽化并放出蒸汽，实现了污水的浓缩，为后续结晶创造条件，且得到的所述蒸汽还可以进入回热器3对所述污水进行预热，合理利用了所述蒸汽的余热，节约了资源。

具体的，所述真空蒸发器1是在真空下进行的蒸发操作，其作用是在较低的温度和较低的压力下使得污水的沸点降低，进而蒸发浓缩。本实施例中，所述真空蒸发器1内的压强介于-80kPa～-30kPa之间。本实施例中，经所述真空蒸发器1排出的蒸汽以及浓缩污水的温度均介于60℃-90℃之间

所述回热器3用于回收所述真空蒸发器1产生的蒸汽，并利用所述蒸汽对所述污水进行预热。本实施例中，所述回热器3均为表面式换热器，所述污水经所述回热器3预热后的温度介于30℃-60℃之间。

与此同时，部分所述蒸汽换热后冷凝，其凝结水可达到蒸馏水质量，可以回收利用。本实施例中，所述污水浓缩系统还包括凝结水收集装置4，所述凝结水收集装置4与所述回热器3连接以收集所述蒸汽在所述回热器3中冷凝形成的凝结水。

请继续参照图1，所述加热器2用于对所述污水进行加热并输送给所述真空蒸发器1。本实施例中，所述加热器2也为表面式换热器，所述污水浓缩系统还包括供热管，所述供热管内流通有具有预设温度的介质，所述加热器2与所述供热管连接以接收所述介质，所述加热器2利用所述介质对所述污水进行加热。

本实施例中，所述污水经所述加热器2加热后的温度介于50℃-100℃之间。

本实施例中，所述介质为冶金行业富裕的低品位热源，例如低压蒸汽或者热水，有效降低了加热成本。当采用低压蒸汽时，所述低压蒸汽的温度介于120℃160℃之间，压强介于0.2MPa-0.6MPa之间。所述低压蒸汽经所述加热器2换热后部分冷凝成凝结水，其凝结水可达到蒸馏水质量，可以回收利用。

应当理解的是，初始状态下，在所述真空蒸发器1未产生蒸汽之前，所述回热器3不会对所述污水进行预热，即所述污水会直接由所述回热器3进入所述加热器2进行加热，然后输送至所述真空蒸发器1，一定时间后，所述真空蒸发器1产生蒸汽并输送给所述回热器3对后续的污水进行预热。

请继续参照图1，所述污水浓缩系统还包括循环泵5及密度检测仪(图中未示出)，所述循环泵5的进液口与所述真空蒸发器1的出液口连接以接收所述浓缩污水，所述循环泵5的出液口连接有外排管6及回流管，所述外排管6上设置有控制阀7，所述控制阀7与所述密度检测仪通信连接，所述密度检测仪用于检测所述循环泵5排出的浓缩污水的密度，当所述密度检测仪检测到所述浓缩污水的密度大于设定密度时，所述控制阀7打开，部分所述浓缩污水通过所述外排管6排出，剩余所述浓缩污水通过所述回流管流回所述真空蒸发器1。通过所述循环泵5可对污水进一步蒸发浓缩，即未达到设定密度的浓缩污水可通过回流管再次进行真空蒸发器1蒸发浓缩。

本实施例中，所述外排管6上设置有控制阀7，所述控制阀7用于控制所述外排管6的流通量。实际上，在污水浓缩系统刚开始运行时，由于所述真空蒸发器排出的浓缩污水的密度不达标，此时可完全关闭所述控制阀7的阀门，一段时间后，可根据所述密度检测仪检测的情况设定所述控制阀7的阀门开度，使所述浓缩污水的排放和回流达到一个平衡。例如，当所述密度检测仪检测的浓缩污水的密度只是略高于所述设定密度时，此时可打开三分之一的阀门开度，随着所述浓缩污水的密度越来越高，可逐渐增大所述阀门开度，直至完全开启所述控制阀7的阀门，最终所述浓缩污水的排放和回流达到一个平衡。

本实施例中，所述设定密度为1.05-1.5kg/cm³。当然，所述设定密度可根据后续过滤、结晶等设备的需求进行调整，本申请对此不作任何限制。

较佳的，所述回流管包括第一回流管8及第二回流管9，所述第一回流管8连通所述循环泵5及所述加热器2，所述第二回流管9连通所述循环泵5及所述真空蒸发器1。也就是说，部分所述浓缩污水通过所述第一回流管8进入所述加热器2进行加热后再次进入所述真空蒸发器1蒸发浓缩，而剩余部分所述浓缩污水则直接通过所述第二回流管9进入所述真空蒸发器1蒸发浓缩。如此设计的好处在于既可以保证污水进入所述真空蒸发器1的温度，同时也不会过多的耗费加热器2的热量。而且第一回流管8和第二回流管9的浓缩污水都是在同一个真空蒸发器1内进行蒸发浓缩，即使第二回流管9的浓缩污水温度稍低一点，并不会影响整体的蒸发效率。具体运行时，可调节所述第一回流管8和第二回流管9流量以达到一个较佳的平衡。

请继续参照图1，所述污水浓缩系统还包括真空维持装置，所述真空维持装置与所述回热器3连接以抽取所述回热器3中剩余的蒸汽、非凝结气体及漏入空气，进而维持所述回热器3及所述真空蒸发器1的真空度。

本实施例中，所述真空维持装置包括射水泵10、射水抽气器11及射水箱12，所述射水泵10的进水口与所述射水箱12连接以抽取所述射水箱12中的冷却水并进行升压，所述射水泵10的出水口与所述射水抽气器11连接以将所述升压后的冷却水送入所述射水抽气器11，所述射水抽气器11包括连通的喷嘴和工作室，所述喷嘴将所述冷却水高速喷出，以使所述工作室产生负压，所述工作室与所述回热器3及所述射水箱12连接以抽取所述回热器3中剩余的蒸汽、非凝结气体及漏入空气，并送入所述射水箱12，所述蒸汽在所述射水箱12的冷却水中冷凝并与之混合。

较佳的，为排出所述蒸汽带入的热量，所述射水箱12上还设置有补水口及溢流口，可通过往所述射水箱12内补充温度较低的新水同时通过所述溢流口排出旧水来维持射水箱12内冷却水的水温在某一范围值，以免影响射水抽气器11对所述真空蒸发器1及所述回热器3抽真空。

综上，本实用新型实施例提供了一种污水浓缩系统，通过回热器及加热器对污水进行预热及加热，然后将加热后的污水送入真空蒸发器，由于所述真空蒸发器内处于负压的真空状态，被加热的污水在低于其饱和温度下，发生闪蒸，部分汽化并放出蒸汽，实现了污水的浓缩，为后续结晶创造条件，且得到的所述蒸汽还可以进入回热器对所述污水进行预热，合理利用了所述蒸汽的余热，节约了资源。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污水浓缩系统，其特征在于，包括真空蒸发器、加热器、回热器及真空维持装置，所述回热器用于对污水进行预热并输送给所述加热器，所述加热器用于对所述污水进行加热并输送给所述真空蒸发器，所述真空蒸发器用于对所述污水进行闪蒸以使所述污水蒸发浓缩，得到浓缩污水及蒸汽，所述回热器与所述真空蒸发器连接以接收所述蒸汽，并利用所述蒸汽对所述污水进行预热，所述真空维持装置与所述回热器连接以抽取所述回热器中剩余的蒸汽、非凝结气体及漏入空气。

2.如权利要求1所述的污水浓缩系统，其特征在于，所述污水浓缩系统还包括循环泵及密度检测仪，所述循环泵的进液口与所述真空蒸发器的出液口连接以接收所述浓缩污水，所述循环泵的出液口连接有外排管及回流管，所述外排管上设置有控制阀，所述控制阀与所述密度检测仪通信连接，所述密度检测仪用于检测所述循环泵排出的浓缩污水的密度，当所述密度检测仪检测到所述浓缩污水的密度大于设定密度时，所述控制阀打开，部分所述浓缩污水通过所述外排管排出，剩余所述浓缩污水通过所述回流管流回所述真空蒸发器。

3.如权利要求2所述的污水浓缩系统，其特征在于，所述回流管包括第一回流管及第二回流管，所述第一回流管连通所述循环泵及所述加热器，所述第二回流管连通所述循环泵及所述真空蒸发器。

4.如权利要求1所述的污水浓缩系统，其特征在于，所述真空维持装置包括射水泵、射水抽气器及射水箱，所述射水泵的进水口与所述射水箱连接以抽取所述射水箱中的冷却水并进行升压，所述射水泵的出水口与所述射水抽气器连接以将所述升压后的冷却水送入所述射水抽气器，所述射水抽气器包括连通的喷嘴和工作室，所述喷嘴将所述冷却水高速喷出，以使所述工作室产生负压，所述工作室与所述回热器及所述射水箱连接以抽取所述回热器中剩余的蒸汽、非凝结气体及漏入空气，并送入所述射水箱。

5.如权利要求4所述的污水浓缩系统，其特征在于，所述射水箱上还设置有补水口及溢流口。

6.如权利要求1所述的污水浓缩系统，其特征在于，所述污水浓缩系统还包括供热管，所述供热管内流通有具有预设温度的介质，所述加热器与所述供热管连接以接收所述介质，所述加热器利用所述介质对所述污水进行加热。

7.如权利要求1或6所述的污水浓缩系统，其特征在于，所述加热器及所述回热器均为表面式换热器。

8.如权利要求1所述的污水浓缩系统，其特征在于，所述污水经所述回热器预热后的温度介于30℃-60℃之间。

9.如权利要求1所述的污水浓缩系统，其特征在于，所述污水经所述加热器加热后的温度介于50℃-100℃之间。

10.如权利要求1所述的污水浓缩系统，其特征在于，所述污水浓缩系统还包括凝结水收集装置，所述凝结水收集装置与所述回热器连接以收集所述蒸汽在所述回热器中冷凝形成的凝结水。

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